光束控制部件、發(fā)光裝置、面光源裝置以及顯示裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及光束控制部件、發(fā)光裝置、面光源裝置以及顯示裝置，具體涉及控制從發(fā)光元件（210）射出的光的光度分布的光束控制部件（100）、具有光束控制部件（100）的發(fā)光裝置（200）、以及具有發(fā)光裝置（200）的照明裝置（面光源裝置（300））。光束控制部件（100）包括：包含形成為與發(fā)光元件（210）的光軸（LA）相交的出射凹部（111）的出射面（110）；構(gòu)成形成在出射凹部（111）的相反側(cè)的入射凹部（121）的內(nèi)表面的入射面（120）；以及從入射凹部（121）的開(kāi)口緣部在與光軸（LA）正交的方向延伸的背面（130）。出射面（110）和入射面（120）的至少一方的與光軸（LA）正交的剖面為橢圓形狀。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光束控制部件、發(fā)光裝置、面光源裝置以及顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制從發(fā)光元件射出的光的光度分布的光束控制部件。另外，本發(fā)明涉及具有所述光束控制部件的發(fā)光裝置、具有所述發(fā)光裝置的面光源裝置、以及具有所述面光源裝置的顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在液晶顯示裝置等透射型圖像顯示裝置中，有時(shí)使用直下型的面光源裝置作為背光源。近年來(lái)，逐漸使用具有多個(gè)發(fā)光元件作為光源的直下型面光源裝置。
[0003]例如，直下型的面光源裝置包括基板、多個(gè)發(fā)光元件、多個(gè)光束控制部件(透鏡)以及光擴(kuò)散部件。多個(gè)發(fā)光元件呈矩陣狀配置在基板上。在各發(fā)光元件上配置有使從各發(fā)光元件射出的光沿基板的面方向擴(kuò)散的光束控制部件。從各光束控制部件射出的光被光擴(kuò)散部件擴(kuò)散，呈面狀照射被照射部件(例如液晶面板)。
[0004]另一方面，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了一種控制從發(fā)光元件射出的光的光度分布的光束控制部件，其能夠在與發(fā)光元件的光軸正交、并且相互之間正交的2個(gè)方向上分別單獨(dú)地控制光度分布。圖1是表示記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)I中的具有發(fā)光元件20和光束控制部件(透鏡)30的發(fā)光裝置10的結(jié)構(gòu)的圖。圖1A是發(fā)光裝置10的俯視圖，圖1B是圖1A所示的A-A線的剖面圖，圖1C是圖1A所示的B — B線的剖面圖。在這些圖中，將發(fā)光元件的光軸CA的方向設(shè)為z軸方向。另外，將與z軸正交、并且相互之間正交的2個(gè)方向設(shè)為X軸方向和Y軸方向。
[0005]如圖1A所示，光束控制部件30包括2個(gè)凸曲面部32、配置在2個(gè)凸曲面部32之間的圓角部34。2個(gè)凸曲面部32和圓角部34為連續(xù)的曲面。如圖1C所示，在光束控制部件30的與Xz平面平行的剖面中，圓角部34為凹形形狀。因此，光束控制部件30能夠使從發(fā)光元件20射出的光沿X軸方向擴(kuò)散。另一方面，如圖1B所示，在光束控制部件30的與yz平面平行的剖面中，整體為凸形形狀。因此，光束控制部件30使從發(fā)光元件20射出的光在光軸LA側(cè)向y軸方向匯聚。這樣，記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)I中的光束控制部件30能夠在X軸方向和y軸方向分別單獨(dú)地控制光度分布。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)2011 - 040315號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]如上所述，記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)I中的光束控制部件30使從發(fā)光元件20射出的光在X軸方向擴(kuò)散，但在I軸方向匯聚。因此，將記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)I中的光束控制部件30適用于直下型的面光源裝置時(shí)，出現(xiàn)了無(wú)法對(duì)光擴(kuò)散部件均勻地照射光，容易產(chǎn)生亮部的問(wèn)題。
[0009]本發(fā)明的目的在于，提供一種光束控制部件，其控制從發(fā)光元件射出的光的光度分布，能夠在與發(fā)光兀件的光軸正交、并且相互之間正交的2個(gè)方向上,分別單獨(dú)地控制光度分布，并能夠抑制亮度不均的產(chǎn)生。[0010]另外，本發(fā)明的目的在于，提供具有該光束控制部件的發(fā)光裝置、具有該發(fā)光裝置的面光源裝置、以及具有該面光源裝置的顯示裝置。
[0011 ] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的光束控制部件為控制從發(fā)光元件射出的光的光度分布的光束控制部件，其包括:出射面，其包含形成為與所述發(fā)光元件的光軸相交的出射凹部；入射面，其構(gòu)成形成在所述出射凹部的相反側(cè)的入射凹部的內(nèi)表面；以及背面，其從所述入射凹部的開(kāi)口邊緣部在與所述光軸正交的方向延伸，所述出射面和所述入射面的至少一方的與所述光軸正交的剖面為橢圓形狀。
[0012]本發(fā)明的發(fā)光裝置包括發(fā)光元件和本發(fā)明的光束控制部件。
[0013]本發(fā)明的面光源裝置包括本發(fā)明的發(fā)光裝置和使從所述發(fā)光裝置射出的光擴(kuò)散并透射的光擴(kuò)散部件。
[0014]本發(fā)明的顯示裝置包括本發(fā)明的面光源裝置和被照射從所述面光源裝置射出的光的顯示部件。
[0015]發(fā)明的效果
[0016]本發(fā)明的光束控制部件，能夠在與發(fā)光元件的光軸正交、并且相互之間正交的2個(gè)方向上，分別單獨(dú)地控制光度分布。具有本發(fā)明的光束控制部件的發(fā)光裝置與以往的發(fā)光裝置相比，能夠使光均勻地照射。因此，本發(fā)明的面光源裝置和顯示裝置與以往的裝置相t匕，亮度不均少。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1A?圖1C是表示記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)I中的以往的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0018]圖2A和圖2B是表示實(shí)施方式I的面光源裝置和發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0019]圖3A?圖3C是表示實(shí)施方式I的光束控制部件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0020]圖4A?圖4C是表示實(shí)施方式I的光束控制部件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0021]圖5是實(shí)施方式I的變形例的光束控制部件的底面圖。
[0022]圖6A和圖6B是實(shí)施方式I的變形例的光束控制部件的底面圖。
[0023]圖7A?圖7C是表示實(shí)施方式2的光束控制部件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0024]圖8A和圖8B是表示實(shí)施方式2的光束控制部件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0025]圖9是實(shí)施方式2的變形例的光束控制部件的底面圖。
[0026]圖10是用于說(shuō)明模擬條件的圖。
[0027]圖1lA?圖1lE是用于模擬的光束控制部件的俯視示意圖。
[0028]圖12是表示Θ =15°時(shí)的模擬結(jié)果的曲線圖。
[0029]圖13是表示Θ =30°時(shí)的模擬結(jié)果的曲線圖。
[0030]圖14是表示Θ =45°時(shí)的模擬結(jié)果的曲線圖。
[0031]圖15是表示Θ =60°時(shí)的模擬結(jié)果的曲線圖。
[0032]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0033]100,400 光束控制部件
[0034]110,410 出射面
[0035]111,411 出射凹部
[0036]112,412 第一出射面[0037]113,413 第二出射面
[0038]114，414 第三出射面
[0039]120,420 入射面
[0040]121，421 入射凹部
[0041]130背面
[0042]140凸緣部
[0043]141燒口痕跡
[0044]142 突出部
[0045]150 腳部
[0046]200 發(fā)光裝置
[0047]210 發(fā)光元件
[0048]300 面光源 裝置
[0049]310 基板
[0050]320 光擴(kuò)散部件
[0051]LA 發(fā)光元件的光軸
[0052]CA 光束控制部件的中心軸
【具體實(shí)施方式】
[0053]以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的說(shuō)明中，作為本發(fā)明的面光源裝置的代表例，對(duì)適于液晶顯示裝置的背光源等的面光源裝置進(jìn)行說(shuō)明。這些面光源裝置通過(guò)與液晶面板等顯示部件組合，能夠作為顯示裝置使用。
[0054][實(shí)施方式I]
[0055](面光源裝置和發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu))
[0056]圖2是表示實(shí)施方式I的面光源裝置300和發(fā)光裝置200的結(jié)構(gòu)的圖。圖2A是實(shí)施方式I的面光源裝置300的俯視圖，示出面光源裝置300內(nèi)的發(fā)光裝置200的配置。圖2B是實(shí)施方式I的面光源裝置300的局部剖面放大圖。在圖2A中，將多個(gè)發(fā)光裝置200的位置以“ X ”示意地示出，以虛線示意地示出由各發(fā)光裝置200所照射的區(qū)域。
[0057]如圖2所示，本發(fā)明的面光源裝置300包括基板310、多個(gè)發(fā)光裝置200以及光擴(kuò)散部件320。多個(gè)發(fā)光裝置200以規(guī)定的排列和間隔配置在基板310之上。多個(gè)發(fā)光裝置200各自包括發(fā)光元件210和光束控制部件100 (參照?qǐng)D2B)。
[0058]發(fā)光元件210是面光源裝置300 (和發(fā)光裝置200)的光源，被固定在基板310上。發(fā)光元件210例如是白色發(fā)光二極管等發(fā)光二極管(LED)。
[0059]光束控制部件100是用于控制從發(fā)光元件210射出的光的光度分布的擴(kuò)散透鏡。光束控制部件100以其中心軸CA與發(fā)光元件210的光軸LA —致的方式被配置在發(fā)光元件210之上(參照?qǐng)D2B)。此外，后述的光束控制部件100的出射面110和入射面120均為二重(two-fold)對(duì)稱(chēng)，并且它們的旋轉(zhuǎn)軸一致。將該出射面110和入射面120的旋轉(zhuǎn)軸稱(chēng)為“光束控制部件的中心軸CA”。另外，“發(fā)光元件的光軸LA”指的是來(lái)自發(fā)光元件210的立體射出光束的中心的光線。安裝有發(fā)光元件210的基板310和光束控制部件100的背面130之間形成有間隙，該間隙用于使從發(fā)光元件210發(fā)出的熱釋放到外部(參照?qǐng)D2B)。[0060]光束控制部件100通過(guò)一體成形而形成。光束控制部件100的材料只要是能夠使所希望波長(zhǎng)的光通過(guò)的材料，則沒(méi)有特別限定。例如，光束控制部件100的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PO、環(huán)氧樹(shù)脂(EP)等光透射性樹(shù)脂或玻璃。
[0061]本發(fā)明的面光源裝置300在光束控制部件100的結(jié)構(gòu)中具有主要的特征。因此，對(duì)光束控制部件100的細(xì)節(jié)另行說(shuō)明。
[0062]光擴(kuò)散部件320是具有光擴(kuò)散性的平板狀的部件，使來(lái)自光束控制部件100的射出光擴(kuò)散并使其透過(guò)。通常情況下，光擴(kuò)散部件320的尺寸與液晶面板等被照射部件大致相同。例如，光擴(kuò)散部件320由如下的光透射性樹(shù)脂形成，即聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯.甲基丙烯酸甲酯共聚樹(shù)脂(MS)等。為了賦予光擴(kuò)散性，在光擴(kuò)散部件320的表面形成有微細(xì)的凹凸，或者在光擴(kuò)散部件320的內(nèi)部分布有珠子(beads)等的光擴(kuò)散件。
[0063]在本發(fā)明的面光源裝置300中，利用光束控制部件100，使從各發(fā)光元件210射出的光擴(kuò)展為照射光擴(kuò)散部件320的大范圍。此時(shí)，從發(fā)光元件210射出的光的光度分布與發(fā)光兀件210的光軸LA正交,并且相互正交的2個(gè)方向(在圖2A的例子中為上下方向和左右方向)分別被單獨(dú)地控制(參照?qǐng)D2A)。從各光束控制部件100射出的光進(jìn)一步被光擴(kuò)散部件320所擴(kuò)散。其結(jié)果是，本發(fā)明的面光源裝置300與現(xiàn)有的面光源裝置相比，能夠更均勻地照射面狀的被照射部件(例如液晶面板)。
[0064](光束控制部件的結(jié)構(gòu))
[0065]接著，說(shuō)明本實(shí)施方式的光束控制部件100的結(jié)構(gòu)。
[0066]圖3和圖4是表示實(shí)施方式I的光束控制部件100的結(jié)構(gòu)的圖。圖3A是光束控制部件100的俯視圖，圖3B是光束控制部件100的右側(cè)面圖，圖3C是光束控制部件100的背面圖。圖4A是光束控制部件100的底面圖，圖4B是圖4A所示的C 一 C線的剖面圖，圖4C是圖4A所示的D — D線的剖面圖。
[0067]如圖3和圖4所示，光束控制部件100包括出射面110、入射面120、背面130、凸緣部140以及多個(gè)腳部150。
[0068]出射面110控制射入光束控制部件100內(nèi)部的光的光度分布，并使該光射出到外部。出射面110向凸緣部140的更上側(cè)(光擴(kuò)散部件320側(cè))突出(參照?qǐng)D3B和圖3C)，并且其包括出射凹部111，該出射凹部111形成為與發(fā)光元件210的光軸LA相交(參照?qǐng)D4B和圖4C)。另外，出射面110的外緣為橢圓形狀，出射面110的形狀是以中心軸CA為軸呈二重對(duì)稱(chēng)的形狀(參照?qǐng)D3A)。
[0069]出射面110包括:位于中心軸CA的周邊的第一出射面112、在第一出射面112的周?chē)B續(xù)形成的第二出射面113、連接第二出射面113和凸緣部140的第三出射面114 (參照?qǐng)D4B和圖4C)。第一出射面112是出射凹部111的內(nèi)面，為凸向下側(cè)(發(fā)光元件210偵D的平滑的曲面。第二出射面113是位于第一出射面112的周?chē)?、凸向上?cè)(光擴(kuò)散部件320偵D的平滑曲面。第三出射面114是位于第二出射面113的周?chē)钠交那?。在圖4B和圖4C所示的剖面中，第三出射面114的剖面既可以是直線狀，也可以是曲線狀。
[0070]第一出射面112、第二出射面113和第三出射面114的與中心軸CA(發(fā)光元件210的光軸LA)正交的剖面均為橢圓形狀。即，出射面110的與中心軸CA (發(fā)光元件210的光軸LA)正交的剖面呈橢圓形狀。另外，第一出射面112、第二出射面113和第三出射面114的與中心軸CA (發(fā)光元件210的光軸LA)正交的剖面所構(gòu)成的橢圓、以及由出射面110的外緣構(gòu)成的橢圓相互相似。此時(shí)，第一出射面112、第二出射面113和第三出射面114的剖面(橢圓)的長(zhǎng)軸與出射面110的外緣(橢圓)的長(zhǎng)軸相互平行。
[0071]入射面120是形成在出射凹部111的相反側(cè)的入射凹部121的內(nèi)表面。入射面120使從發(fā)光元件210射出的光中的大部分(在相對(duì)于發(fā)光元件210的光軸LA為規(guī)定的角度的范圍內(nèi)射出的光(主光線))射入光束控制部件100的內(nèi)部。入射凹部121形成在光束控制部件100的下側(cè)(發(fā)光元件210側(cè))的中央部。入射面120是以中心軸CA為中心的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)面。
[0072]背面130位于出射面110的相反側(cè)，是從入射凹部121的開(kāi)口邊緣部向與中心軸CA (發(fā)光兀件210的光軸LA)正交的方向延伸的平面。背面130使離開(kāi)基板310、從發(fā)光兀件210射出的光中的主光線以外的光(副光線)射入光束控制部件100的內(nèi)部。此外，也可以是，如圖5的底面圖所示，對(duì)背面130實(shí)施粗糙化處理。通過(guò)這樣構(gòu)成，能夠防止從背面130射入的光匯聚到特定的方向。另外，若不需要考慮從發(fā)光元件210發(fā)出的熱的釋放，則也可以將光束控制部件100配置成背面130與基板310接觸。
[0073]凸緣部140位于出射面110的外周部與背面130的外周部之間，向與中心軸CA(發(fā)光元件210的光軸LA)正交的方向突出。雖然并不一定需要凸緣部140，但通過(guò)設(shè)置凸緣部140，光束控制部件100的操作和對(duì)位變得容易。凸緣部140的厚度沒(méi)有特別限定，考慮出射面110的所需面積、凸緣部140的成形性等而確定該厚度。在通過(guò)射出成形來(lái)制造光束控制部件100時(shí)，有時(shí)在凸緣部140形成澆口痕跡141。另外，也可以是，在凸緣部140上形成有多個(gè)突出部142，該多個(gè)突出部142用于面光源裝置300的制造裝置識(shí)別光束控制部件100的朝向。
[0074]多個(gè)腳部150是在入射凹部121的周?chē)鷱谋趁?30向下側(cè)(發(fā)光元件210偵彳)突出的圓柱狀的部件。多個(gè)腳部150具有如下功能:在相對(duì)于發(fā)光元件210適當(dāng)?shù)奈恢蒙蠈?duì)光束控制部件100進(jìn)行定位。
[0075](變形例)
[0076]此外，入射面120也可以不是以中心軸CA為中心的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)面。例如，也可以如圖6A和圖6B的底面圖所示，以入射凹部121的開(kāi)口部和與中心軸CA (發(fā)光元件210的光軸LA)正交的剖面為橢圓形狀的方式形成有入射凹部121。即，也可以是，出射面110的剖面和入射面120的剖面均為橢圓形狀。此時(shí)，出射面110的剖面(橢圓)的長(zhǎng)軸與入射面120的剖面(橢圓)的長(zhǎng)軸也可以是平行的(參照?qǐng)D6A)。另外，出射面110的剖面(橢圓)的長(zhǎng)軸和入射面120的剖面(橢圓)的短軸也可以是平行的(參照?qǐng)D6B)。
[0077](效果)
[0078]本實(shí)施方式的光束控制部件100形成為至少與出射面110的中心軸CA (發(fā)光元件210的光軸LA)正交的剖面呈橢圓形狀。因此，光束控制部件100能夠?qū)τ谂c發(fā)光元件210的光軸LA正交、并且相互正交的2個(gè)方向(X軸方向和y軸方向)分別單獨(dú)地控制光度分布。另外，在本實(shí)施方式的光束控制部件100中，在出射面110的中央部形成有出射凹部111，因此能夠使到達(dá)出射凹部111 (第一出射面112)的、從發(fā)光元件210在相對(duì)于光軸LA為較小的角度范圍內(nèi)射出的光在與光軸LA正交的所有方向上擴(kuò)展。因此，具有光束控制部件100的本實(shí)施方式的發(fā)光裝置200能夠在具有任意橢圓率的橢圓形狀的區(qū)域上照射光。即使在沒(méi)有等間隔(正方格形狀)地配置發(fā)光裝置200的情況下，本實(shí)施方式的面光源裝置300也能夠抑制亮度不均。
[0079][實(shí)施方式2]
[0080]本發(fā)明的實(shí)施方式2的面光源裝置和發(fā)光裝置與實(shí)施方式I的實(shí)施方式I的面光源裝置300和發(fā)光裝置200的不同點(diǎn)在于，取代光束控制部件100而具有實(shí)施方式2的光束控制部件400。因此，在本實(shí)施方式中，僅對(duì)實(shí)施方式2的光束控制部件400進(jìn)行說(shuō)明。此外，實(shí)施方式2的光束控制部件400主要是其出射面410和入射面420的形狀與實(shí)施方式I的光束控制部件100不同。因此，對(duì)于與實(shí)施方式I的光束控制部件100相同的結(jié)構(gòu)元素，標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)而省略其說(shuō)明。
[0081](光束控制部件的結(jié)構(gòu))
[0082]圖7和圖8是表示實(shí)施方式2的光束控制部件400的結(jié)構(gòu)的圖。圖7A是光束控制部件400的俯視圖，圖7B是光束控制部件400的右側(cè)面圖，圖7C是光束控制部件400的底面圖。圖8A是圖7A所示的E — E線的剖面圖，圖8B是圖7A所示的F — F線的剖面圖。
[0083]如圖7和圖8所示，光束控制部件400包括出射面410、入射面420、背面130、凸緣部140以及多個(gè)腳部150。
[0084]出射面410控制射入光束控制部件400的內(nèi)部的光的光度分布，并使該光射出到外部。出射面410向凸緣部140的更上側(cè)(光擴(kuò)散部件320側(cè))突出(參照?qǐng)D7B)，并且包括形成為與發(fā)光元件210的光軸LA相交的出射凹部411(參照?qǐng)D8A和圖8B)。出射面410是以中心軸CA為軸呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)(圓對(duì)稱(chēng))的面(參照?qǐng)D7A)。
[0085]出射面410包括位于中心軸CA的周邊的第一出射面412、在第一出射面412的周?chē)B續(xù)形成的第二出射面413、以及連接第二出射面413和凸緣部140的第三出射面414(參照?qǐng)D8A和圖SB)。第一出射面412是出射凹部411的內(nèi)表面，為凸向下側(cè)(發(fā)光元件210偵D的平滑曲面。第一出射面412的形狀為切取出球面的一部分而成的凹形狀。第二出射面413是位于第一出射面412的周?chē)?、凸向上?cè)(光擴(kuò)散部件320側(cè))的平滑曲面。第三出射面414是位于第二出射面413的周?chē)钠交?。在圖8A和圖8B所示的剖面中，第三出射面114的剖面既可以是直線狀也可以是曲線狀。
[0086]如上所述，在本實(shí)施方式的光束控制部件400中，出射面410是以中心軸CA為軸呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)(圓對(duì)稱(chēng))的面。因此，第一出射面412、第二出射面413和第三出射面414均是與中心軸CA (發(fā)光元件210的光軸LA)正交的剖面為圓形形狀。
[0087]入射面420是形成在出射凹部411的相反側(cè)的入射凹部421的內(nèi)表面。入射面420使從發(fā)光元件210射出的光中的大部分(在相對(duì)于發(fā)光元件210的光軸LA為規(guī)定的角度的范圍內(nèi)射出的光(主光線))射入光束控制部件400的內(nèi)部。入射凹部421形成在光束控制部件400的下側(cè)(發(fā)光元件210側(cè))的中央部。
[0088]在本實(shí)施方式的光束控制部件400中，以入射凹部421的開(kāi)口部和與中心軸CA(發(fā)光元件210的光軸LA)正交的剖面呈橢圓形狀的方式形成有入射凹部421 (參照?qǐng)D7C)。即，在本實(shí)施方式的光束控制部件400中，出射面410的剖面為圓形形狀，但入射面420的剖面為橢圓形狀。
[0089]此外，如圖9的底面圖所示，也可以在實(shí)施方式2的光束控制部件400中，背面130也被實(shí)施粗糙化處理。[0090](效果)
[0091]本實(shí)施方式的光束控制部件400具有與實(shí)施方式I的光束控制部件100同樣的效
果O
[0092](光束控制部件的光度分布特性的模擬)
[0093]對(duì)本發(fā)明的光束控制部件的光度分布特性進(jìn)行了模擬。圖10是用于說(shuō)明模擬條件的圖。
[0094]如圖10所示，假設(shè)光線從原點(diǎn)O以角度(θ，φ )射出。角度Θ是相對(duì)于z軸的光線的角度(Θ =15°、30° >45° >60° )。另外,角度Φ是相對(duì)于xy平面的第一象限中的X軸的光線的角度(Φ = 0°、15°、30°、45°、60°、75°、90° )。假定光束控制部件配置成在xy平面上其中心軸CA與z軸相一致。光束控制部件的出射面的最大外徑為17.7mm、入射面的最大外徑為4.2mm、最大高度(距離光束控制部件的背面的高度)為4.5mm。另外，假設(shè)從xy平面向z軸方向移動(dòng)30mm的位置處的、與xy平面平行的面(x’ y’面)為被照射面。在本模擬中，查詢(xún)了在特定的角度Θ下使角度φ變化時(shí)，光線到達(dá)被照射面的哪一位置。
[0095]圖11是在本模擬中使用的5種光束控制部件的平面示意圖。在這些圖中，以實(shí)線表示出射面和入射面的外邊緣。另外，以虛線表示作為出射面和入射面的外邊緣的基準(zhǔn)的圓。在以下的說(shuō)明中，將與出射面或入射面的中心軸正交的剖面簡(jiǎn)稱(chēng)為“水平剖面”。
[0096]圖1lA所示的光束控制部件是出射面和入射面的外邊緣以及水平剖面為圓形形狀的比較例的光束控制部件。圖1lB所示的光束控制部件是出射面的外邊緣和水平剖面為橢圓形狀、入射面的外邊緣和水平剖面為圓形形狀的本發(fā)明的光束控制部件。圖1lC所示的光束控制部件是入射面的外邊緣和水平剖面為圓形形狀、出射面的外邊緣和水平剖面為橢圓形狀的本發(fā)明的光束控制部件。如圖1lD所示的光束控制部件是出射面和入射面的外邊緣和水平剖面均為橢圓形狀、并且出射面的剖面的長(zhǎng)軸與入射面的剖面的短軸平行的本發(fā)明的光束控制部件。圖1lE所示的光束控制部件是出射面和入射面的外邊緣和水平剖面均為橢圓形狀、并且出射面的剖面的長(zhǎng)軸與入射面的剖面的長(zhǎng)軸平行的本發(fā)明的光束控制部件。
[0097]圖12?圖15是表示模擬結(jié)果的曲線圖。這些曲線圖表示被照射面(圖10所示的X’y’平面)中的各光線(Φ = 0° ,15° ,30° ,45° ,60° ,75° ,90° )的到達(dá)位置。圖12是Θ = 15°時(shí)的模擬結(jié)果。圖13是Θ =30°時(shí)的模擬結(jié)果。圖14是Θ =45°時(shí)的模擬結(jié)果。圖15是Θ =60°時(shí)的模擬結(jié)果。圖12?圖15中的曲線圖的橫軸表示圖10所示的從O’到X’軸方向的距離(D1)，縱軸表示圖10中的從O’到y(tǒng)’軸方向的距離(D2)。另夕卜，在圖12?圖15中，涂黑的圓形符號(hào)表示不使用光束控制部件時(shí)的光線的到達(dá)位置，漏白的正方形符號(hào)表示使用圖1lA的光束控制部件時(shí)的光線的到達(dá)位置，漏白的三角形符號(hào)表示使用圖1lB的光束控制部件時(shí)的光線的到達(dá)位置，漏白的菱形符號(hào)表示使用圖1lC的光束控制部件時(shí)的光線的到達(dá)位置，漏白的圓形符號(hào)表示使用圖1lD的光束控制部件時(shí)的光線的到達(dá)位置，X字符號(hào)表示使用圖1lE的光束控制部件時(shí)的光線的到達(dá)位置。
[0098]從圖12?圖15可知，在不使用光束控制部件時(shí)，從原點(diǎn)O射出的光僅到達(dá)被照射面的狹小區(qū)域。另外，可知在使用了比較例的光束控制部件(圖11A)時(shí)，光在X軸方向和y軸方向以相同的程度擴(kuò)展。另一方面，可知在使用了本發(fā)明的光束控制部件(圖1lB?圖HE)時(shí)，X軸方向的光的擴(kuò)展程度與y軸方向的光的擴(kuò)展程度不同。
[0099]另外，在發(fā)光元件為L(zhǎng)ED時(shí)，根據(jù)發(fā)光元件內(nèi)的半導(dǎo)體芯片的配置或密封樹(shù)脂的形狀等而出射光的光度分布特性不同。能夠與該發(fā)光元件的光度分布特性相一致地調(diào)整本發(fā)明的光束控制部件的配置(水平剖面中的出射面或入射面的橢圓形狀的朝向)，得到所希望的被照射區(qū)域。
[0100]工業(yè)實(shí)用性
[0101 ] 本發(fā)明的光束控制部件、發(fā)光裝置和面光源裝置能夠適用于例如液晶顯示裝置的背光源或普通照明等。
【權(quán)利要求】
1.一種光束控制部件，其控制從發(fā)光元件射出的光的光度分布，包括:出射面，其包含出射凹部，該出射凹部形成為與所述發(fā)光元件的光軸相交；入射面，其構(gòu)成形成在所述出射凹部的相反側(cè)的入射凹部的內(nèi)表面；以及背面，其從所述入射凹部的開(kāi)口邊緣部向與所述光軸正交的方向延伸，所述出射面和所述入射面的至少一方的與所述光軸正交的剖面為橢圓形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的光束控制部件，其中，所述出射面的所述剖面和所述入射面的所述剖面均為橢圓形狀。
3.如權(quán)利要求2所述的光束控制部件，其中，所述出射面的所述剖面的長(zhǎng)軸與所述入射面的所述剖面的長(zhǎng)軸平行。
4.如權(quán)利要求2所述的光束控制部件，其中，所述出射面的所述剖面的長(zhǎng)軸與所述入射面的所述剖面的短軸平行。
5.一種發(fā)光裝置，包括:發(fā)光元件；和權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的光束控制部件。
6.一種面光源裝置，包括:權(quán)利要求5所述的發(fā)光裝置；和光擴(kuò)散部件，其使從所述發(fā)光裝置射出的光擴(kuò)散并透射。
7.一種顯示裝置，包括:權(quán)利要求6所述的面光源裝置；和顯示部件，從所述面光源裝置射出的光照射到該顯示部件。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK103527974SQ201310273314
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月4日
【發(fā)明者】福田康幸 申請(qǐng)人:恩普樂(lè)股份有限公司